초록

법적 멸종위기종인 광릉요강꽃과 털복주머니란의 국내외 자생지 탐색과 분석 시료를 채취하였으며, 동시에 인공 증식 기법 및 생식 생물학적, 생태적 특성 분석을 통한 인공 증식 개체의 자연 순화 기술을 개발하고자 하였다. 나아가 전세계 Cypripedium속 식물의 계통 확립하였으며, 광릉요강꽃과 털복주머니란의 서식지내외 보전 전략의 수립하여 보전 지침서를 작성하였다. 본 연구 결과는 궁극적으로 한반도 멸종위기식물을 보전 및 관리 기반 구축 그리고 관련 생물산업에 기여할 것이다.

Abstract ▼

Exploration of new habitats and preparation of DNA materials, living plants, seeds and voucher specimens of Cypripedium japonicum and C. guttatum which are legally protected were carried out either in Korea and in adjacent countries. Techniques for artificial proliferation and for acclimation of art

Exploration of new habitats and preparation of DNA materials, living plants, seeds and voucher specimens of Cypripedium japonicum and C. guttatum which are legally protected were carried out either in Korea and in adjacent countries. Techniques for artificial proliferation and for acclimation of artificially multiplying individuals were developed. In addition, phylogeny of the genus Cypripedium were analyzed. Finally strategies of in situ and ex situ conservation and guidelines for conservation were established. All these results will contribute to both the establishment of conservation of endangered plants in Korea and the development of BT industry.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 보고서 초록 ... 5
• 목차 ... 9
• 요약문 ... 21
• Summary ... 21
• 제 1 장 서론 ... 23
• 제 1 절 연구개발의 중요성 및 필요성 ... 25
• 제 2 절 연구개발의 국내.외 현황 ... 26
• 가. 해외 기술개발 동향.시장 ... 26
• 1. 서식지내외 보전 전략 ... 27
• 2. 식물조직배양을 통한 인공증식 기술 개발 ... 27
• 3. 개불알꽃속 식물의 계통학적 유연관계 ... 28
• 나. 국내 기술개발 동향.시장 ... 28
• 1. 서식지내외 보전전략 ... 28
• 2. 식물조직배양을 통한 인공증식 기술개발 ... 29
• 3. 개불알꽃속 식물의 계통적 유연관계 ... 29
• 다. 국내.외의 연구현황 ... 29
• 제 3 절 연구개발대상 기술의 차별성 ... 30
• 제 2 장 연구개발의 목표 및 내용 ... 31
• 제 1절 연구의 최종목표 ... 33
• 제 2 절 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 ... 34
• 가. 연구개발의 목표, 내용 및 범위 ... 34
• 나. 연구개발의 평가방법 ... 35
• 제 3 절 연도별 추진체계 ... 36
• 가. 연구개발의 추진일정 ... 36
• 나. 연구개발의 추진전략.체계 및 연구수행 방법 ... 37
• 1. 연구개발의 추진전략 ... 37
• (가) 국내외 자생지 탐색 및 시료 채취 ... 37
• (나) 생식생물학적 특성 및 생태학적 특성 분석 ... 37
• (다) 인공증식 기법의 개발 ... 37
• (라) 자연 순화 기법의 개발 ... 38
• (마) 서식지내외 보전 전략의 수립 및 복원기술 지침서 작성 ... 38
• 2. 연도별 추진체계 ... 39
• 3. 연도별 연구수행 방법 ... 40
• (가) 1차년도 ... 40
• 1) 연구 목표 ... 40
• 2) 연구 내용 ... 40
• (나) 2차년도 ... 41
• 1) 연구 목표 ... 41
• 2) 연구 내용 ... 41
• (다) 3차년도 ... 43
• 1) 연구 목표 ... 43
• 2) 연구 내용 ... 43
• 제 3 장 연구개발 결과 및 활용계획 ... 45
• 제 1 절 연구개발 결과 및 토의 ... 47
• 가. 자생지내 생태적 특성 ... 47
• 1. 광릉요강꽃(Cypripedium japonicum) ... 47
• (가) 국내 분포 지역, 집단 특성 및 개체수에 관한 현황 ... 47
• 1) 자생지역 ... 47
• 2) 자생집단 및 개체수 ... 48
• 3) 자생영역의 면적 ... 48
• 4) 식생 ... 48
• 5) 기후 및 토양 ... 48
• 6) 위협요인 및 보호현황 ... 50
• 7) 분포에 대한 기본 정보 ... 50
• (나) 자생지별 생물 및 무생물적 환경 특성 ... 51
• 1) 백적산 제1집단 자생지 ... 51
• 2) 응봉 제1-3집단 자생지 ... 60
• 3) 명지산 제1, 2집단 자생지 ... 68
• 4) 죽엽산 제1, 2집단 자생지 ... 78
• 5) 덕유산 제1-9집단 자생지 ... 83
• 6) 백운산 제1집단 자생지 ... 121
• 2. 털복주머니란(Cypripedium guttatum) ... 126
• (가) 국내 분포 지역, 집단 특성 및 개체수에 대한 현황 ... 126
• 1) 자생지역 ... 126
• 2) 자생집단 및 개체수 ... 127
• 3) 자생영역의 면적 ... 127
• 4) 식생 ... 128
• 5) 기후 및 토양 ... 128
• 6) 위협요인 및 보호현황 ... 128
• 7) 분포에 대한 기본정보 ... 128
• (나) 자생지의 생물 및 무생물적 환경 특성 ... 129
• 1) 함백산 자생지 ... 129
• 나. 대상종을 포함한 개불알꽃속의 수집 및 이식 ... 136
• 1. 확증표본 ... 136
• (가) 수집 현황 ... 136
• 1) 국외 ... 136
• 2) 국내 ... 138
• 2. DNA 재료 ... 138
• (가) 수집 현황 ... 138
• 1) 국외 ... 138
• 2) 국내 ... 138
• 3. 생체 및 종자 ... 139
• (가) 국외 ... 139
• 1) 확보 현황 ... 139
• (나) 국내 ... 140
• 1) 확보 현황 ... 140
• 4. 생체의 이식 현황 ... 141
• (가) 개불알꽃속의 순화 재배 ... 141
• 1) 방법 ... 141
• 2) 순화 재배 현황 ... 149
• 다. 광릉요강꽃과 털복주머니란을 비롯한 개불알꽃속의 계통 ... 155
• 1. ITS 염기서열에 따른 계통 ... 155
• 2. rbcL 염기서열에 따른 계통 ... 158
• 3. ITS와 rbcL 염기서열의 자료 유합에 따른 계통 ... 160
• 라. 광릉요강꽃의 생식 생물학적 특성 ... 162
• 1. 개화시기 ... 162
• 2. 수정 ... 162
• (가) 자연 수정 ... 162
• (나) 인공 수정 ... 163
• (다) 인공 수정결실과 굴파리 애벌레의 종자 섭식 ... 164
• (라) 살충제의 처리에 따른 해충피해 감소 ... 167
• 마. 대상종의 인공발아 최적조건 규명 ... 168
• 1. 광릉요강꽃 ... 168
• (가) 종자 수집, 전처리 및 배지 조성 ... 168
• (나) 미숙 배의 발아과정 및 발아율 검정 ... 168
• 1) 미숙 배의 형태와 발아 과정 ... 168
• 2) 배지 종류에 따른 발아율 검정 ... 170
• 3) Cytokinin의 종류에 따른 발아율 검정 ... 171
• (다) Nurse culture 배양 ... 175
• 1) 배지조건 및 cytokinin의 종류에 따른 발아율 검정 ... 175
• 2) 성숙시기에 따른 종자 발아 ... 180
• 3) Sodium hypochlorite(NaOCl) 처리에 따른 발아율 ... 181
• 4) Cytokinins(BA, 2-ip, TDZ, kinetin)의 종류에 따른 발아율 ... 182
• 5) Sonication을 이용한 광릉요강꽃의 배 적출 ... 183
• 6) 공생곰팡이(Rhizoctonia solani)를 통한 공생발아 ... 184
• 7) 광릉요강꽃 배병 유래 세포증식 ... 185
• 8) H2O2 농도에 따른 swelling ... 187
• 9) 저온처리기간에 따른 배 발달 ... 188
• 10) 종피(종자 껍질) ... 189
• 2. 털복주머니란 ... 190
• (가) 종자 수집, 전처리 및 배지 조성 ... 190
• (나) 배 배양을 통한 식물체 생산 ... 192
• 1) Protocorm의 발달 ... 193
• 2) GA와 charcoal에 따른 protocorm으로부터 식물체 재생 ... 193
• 3) 기내 증식과 토양 순화 ... 195
• 4) 토양 순화 ... 197
• (나) 조직 배양을 통한 식물체 생산 ... 199
• 1) Protocorm like-body(PLB)의 유도 및 증식에 의한 유식물체 생산 ... 199
• 2) 저온처리에 따른 토양순화 ... 199
• 3. 개불알꽃 ... 202
• (가) 종자 배양 ... 202
• 1) 종자 수집, 배지 조성 및 전처리과정 ... 202
• 2) Casein 처리효과 ... 203
• 3) 발아 및 토양순화 ... 205
• 바. 개불알꽃속 식물의 종자 발아를 통한 인공 재배 ... 205
• 1. 광릉요강꽃 ... 205
• (가) 종자 파종에 의한 개체 증식 ... 205
• 2. 개불알꽃속 식물 ... 207
• (가) 종자 파종에 의한 개체 증식 ... 207
• 사. 자생지내 생존 및 번식 조건 ... 209
• 1. 광릉요강꽃 ... 209
• (가) 생물적 특성 ... 209
• 1) 식생 ... 209
• 2) 식물상 ... 211
• 3) 자생지내 인공수정과 굴파리 애벌레 퇴치를 통한 종자 획득 ... 211
• 4) 자생지 내외의 종자 산포에 의한 개체 증식 ... 212
• (나) 무생물적 특성 ... 212
• 1) 물리적 특성 ... 212
• 2) 화학적 특성 ... 214
• 2. 털복주머니란 ... 215
• (가) 생물적 특성 ... 215
• 1) 식생 ... 215
• 2) 식물상 ... 216
• 3) 자생지내 자연 및 인공수정을 통한 종자 분산 ... 216
• (나) 무생물적 특성 ... 217
• 1) 물리적 특성 ... 217
• 2) 화학적 특성 ... 217
• 아. 서식지내,외 보전전략 ... 218
• 1. 서식지내 보전전략 지침 ... 218
• (가) 향후, 국내 절멸 가능성이 매우 크다 ... 218
• (나) 대상종의 서식지 정보 파악 ... 218
• (다) 대상종의 위치 정보, 서식지 집단의 크기 및 개체수 사정 기록 ... 219
• (라) 서식지 생태적 특성 분석 ... 219
• (마) 서식지 무생물적 환경 분석 ... 220
• (바) 개화한 개체수 사정 및 인공수정 ... 220
• (사) 어린 종자 섭식 곤충, 굴파리 애벌레 방제 ... 221
• (아) 대상종 및 집단에 미치는 생존 위협요인 분석 및 제거방법 모색 ... 221
• (자) 새로운 서식지 탐색 및 주변의 대체 및 유사 서식지 발굴 ... 222
• (차) 열매 획득 및 서식지 및 대체 서식지에 종자 산포 ... 224
• (카) 서식지 및 대체 서식지의 모니터링 및 철저한 기록 ... 224
• (타) 보호철책 펜스 또는 기타 보호시설의 필요 유무 파악 ... 225
• 2. 서식지외 보전전략 ... 229
• (가) 국내 전 집단의 유전적 다양성 및 원자생지의 복원을 위한 재료 확보 ... 229
• (나) 기내 배양을 통한 cell line 유지 ... 229
• (다) 종자 발아 및 기내 배양을 통한 개체의 대량 증식 및 생산 ... 230
• (라) 대량 증식을 통한 원서식지 복원 ... 230
• (마) 발아 기술 이전 ... 230
• 3. 증식,복원 계획 ... 230
• (가) 증식 ... 230
• (나) 복원 ... 231
• 4. 증식 개체 홍보 계획 ... 231
• (가) 증식 개체의 대체 서식지에 식재 ... 231
• (나) 증식개체를 이용한 멸종위기야생식물의 중요성 홍보 ... 231
• (다) 증식개체를 통한 인근 농가의 수익 창출에 기여 ... 231
• (라) 장기적으로 증식개체를 무상 또는 유상 보급 ... 231
• 제 2 절 연구개발 결과 요약 ... 233
• 가. 자생지내 생태적 특성 ... 233
• 나. 생체 및 확증표본의 수집 및 이식현황 ... 233
• 다. 개불알꽃속의 계통 ... 233
• 라. 광릉요강꽃의 생식생물학적 특성 ... 234
• 마. 대상종의 인공발아 최적조건 규명 ... 234
• 바. 토양순화 및 종자 발아를 통한 인공 재배 ... 235
• 사. 자생지내 생존 및 번식 조건 ... 235
• 아. 서식지내,외 보전전략 ... 236
• 제 3 절 연도별 연구결과목표의 달성도 ... 237
• 제 4 절 연도별 연구성과(논문.특허 등) ... 238
• 가. 논문 ... 238
• 제 5 절 관련분야의 기술발전 기여도 ... 239
• 제 6 절 연구개발 결과의 활용계획 ... 240
• 제 4 장 참고문헌 ... 243
• 끝페이지 ... 315